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水溶液の性質と特徴一覧|質量パーセント濃度・酸性・アルカリ性・中性

水溶液の性質と特徴一覧 理科

水はいろいろな物質を溶かしこむことができ、様々な水溶液を作ることができます。物質が溶けた水溶液にはそれぞれの性質・特徴があります。

ここでは、主な水溶液の性質について、なるべくシンプルにわかりやすくまとめていますので、しっかり学習しましょう。

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物質が水にとけると?

  • 物質が水にとけると、透明になります。(色がついていても、透き通っていれば透明とみなします。)
  • 溶かす前の全体の質量と溶かした後の全体の質量は変化しません。
  • 物質が水に溶けると、物質が非常に小さな粒となって、水の中に均一に広がるため透明になります。 均一であるため、どの部分も同じ濃さであるといえます。
  • 放置していても溶けている物質が出てこきません。しかし、溶ける限度の量をこえて溶かそうとすると沈殿(不透明)になって物質が出てきます。

 

水溶液は透明でどの部分の濃さも同じです。

溶質・溶媒・溶液

溶質とけている物質
溶媒とかしている液体
溶液溶質が溶媒にとけてできた液体

 

水溶液は「溶液」の一種です。水に溶質をとかした液が水溶液となります。

つまり、溶媒が水である溶液を、「水溶液」といいます。

 


食塩を水に溶かすと食塩水できます。
このとき、

食塩が溶質
水が溶媒
食塩水が溶液

となります。

おもな水溶液の性質

色はすべて無色透明です。

水溶液溶質におい液性
食塩水塩化ナトリウムなし中性
砂糖水砂糖なし中性
炭酸水二酸化
炭素
なし酸性
塩酸塩化水素刺激臭酸性
アンモニア水アンモ
ニア
刺激臭アルカリ性
水酸化
ナトリウム
水溶液
水酸化ナトリウムなしアルカリ性
石灰水水酸化カルシウム(消石灰)なしアルカリ性

おもな水溶液の特徴

水溶液その他
食塩水水分を蒸発させると白い固体(塩化ナトリウムの結晶)が残る。
砂糖水加熱すると砂糖が黒くこげて残る。(炭化する)

ベネジクト液を加えて加熱すると赤かっ色の沈殿。

炭酸水加熱したりふったりするとあわが出る。
石灰水と混ぜると白くにごる。
塩酸金属と反応して水素が発生する。
卵のからや貝がらを入れると二酸化炭素が発生する。
アンモニア水加熱するとアンモニアが発生する。
水酸化
ナトリウム
水溶液
アルミニウムが溶けて水素が発生する。
石灰水二酸化炭素を通すと白くにごる。(炭酸カルシウムが生じる)

 

リトマス紙の変化

酸性青が赤に変わる

うすい塩酸・炭酸水など

アルカリ性赤が青に変わる

アンモニア水・石灰水・水酸化ナトリウム水溶液など

中性変化なし

水(水溶液の溶媒) 食塩水(塩化ナトリウム水溶液) 砂糖水 硫酸銅水溶液(きれいな青色の水溶液です) エタノール

 

酸性・アルカリ性・中性

酸性いっぱんに「~酸」と呼ばれるものは酸性です。

  • 青色リトマス紙を赤色に変える
  • BTB溶液を黄色にする
  • フェノールフタレイン溶液は変化なし
  • 金属と反応して水素を発生する
  • 電流を通す
アルカリ性水酸化~」と呼ばれるものはアルカリ性です。

  • 皮膚につけるとぬるぬるする
  • 赤色リトマス紙を青色に変える
  • BTB溶液を青色にする
  • フェノールフタレイン溶液を赤色にする
  • 電流を通す
中性青色リトマス紙も赤色リトマス紙も変化なし

  • BTB溶液は変化なし
  • フェノールフタレイン溶液は変化なし
  • 電流を通すものと通さないものがある

 

中和

酸性の水溶液にアルカリ性の水溶液を加えていくと、だんだんと酸性が弱くなっていき、中性になります。さらに加えていくと、アルカリ性になっていきます。

このように、「酸性の水溶液」と「アルカリ性の水溶液」を混ぜ合わせると、それぞれの性質を打ち消しあう「中和」が起こります。

 

また、 中和が起こると、「塩」と「水」ができます。

酸 + アルカリ → 水 + 塩(えん)

 

溶解度

物質によって一定量の水にとける限界の量は異なります。また、溶ける量は、温度によって変化すします。

溶解度100gの水に溶ける物質の限界の質量をいいます。
飽和水溶液物質が溶解度までとけている水溶液
(これ以上溶けない状態)

 

再結晶

物質を水などの溶媒に溶かし、再び結晶として取り出すことを再結晶といいます。

結晶というのは、飽和水溶液を冷やしたり水を蒸発させて得られた、もとの物質。

 

「物質によって一定量の水に溶ける限度が決まっている」

「水の温度が高いほどよく溶ける」

ということを利用して、水溶液に溶けている固体の溶質を取り出すことができます。

冷やす冷やすと とけきれなくなった物質が固体として出てくる。
加熱する水が蒸発し、 溶けていた物質が固体として出てくる。

 

質量パーセント濃度の公式

濃度というのは、水溶液全体の質量に対する溶質の質量の割合のことをいいます。

下の公式によって求めることができます。

 

$$質量パーセント濃度[%]= \frac{溶質の質量[g]}{溶液の質量[g]}× 100$$

 

注意しなければいけないのは、水溶液の質量です。

水溶液の質量は 溶媒の質量と溶液の質量の和 であることに注意してください。

溶質の質量 + 溶媒の質量 = 溶液の質量

溶け残りができた場合も、 この関係は変わりません。

上記の公式と同様ですが、濃度の公式は以下のように書くこともできます。

 

$$質量パーセント濃度[%]= \frac{溶質の質量[g]}{水の質量[g]+溶質の質量[g]}✕100$$

 

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